2020 Fiscal Year Research-status Report
アポミクシス植物の有性繁殖の可能性と無性繁殖としての利点の解明
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19K06129
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
井上 みずき 日本大学, 文理学部, 准教授 (80432342)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アポミクシス / ドクダミ / MIG-Seq / 日華植物区系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
理論的には無性繁殖の方が有性繁殖より有利であると考えられており、「有性繁殖の進化」は生物学上のパラドックスの１つといわれている。アポミクシスは有性生殖器官を利用して行う無性繁殖である。有性生殖による遺伝的多様性の増加を期待しにくい繁殖様式であり、アポミクシス植物は進化の袋小路に陥った種であると考えられてきた。ただし、絶対的アポミクシスから有性生殖へと可逆的に進化することも明らかになっておりアポミクシス植物の系統地理関係を明らかにすることはアポミクシス植物の進化を考える上で興味深い。東アジアに広がる日華植物区系（日本・中国南部からヒマラヤ付近）に広域に生育するドクダミは地下茎とアポミクシスによる無性繁殖を行う多年生草本であり、種内の染色体数に多型がある。MIG-Seq法によるゲノムワイドなSNP解析を用いてドクダミの遺伝的多様性と個体群の遺伝的な分化の程度について明らかにした。海外16地点、日本30地点から採取したドクダミの葉、計504サンプルからDNAを抽出しMIG-Seq法により分析、フィルタリングし403サンプル、92SNPsをもとに解析した。Structure, DAPC, NJ系統樹の結果からは、日本が1つにまとまる一方で海外サンプルは多様であることが分かった。海外調査地の中では、ネパールが独立のクラスターを形成し、また広東省雲南省西畴県などの南部地域も１つのクラスターを形成した。これらの結果を踏まえ、ドクダミの分布と遺伝的多様性について議論する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
種子発芽試験についてはコロナ禍で定期的に水やりをする研究は難しいため、見合わせた。
一方で遺伝子実験は順調に進展している。ただし、SNPs解析にしてはヘテロ接合度が高く、FISが負の値になっている。これは、クローン繁殖していることや倍数体であることが関係していると考えられるため、従来とは異なるフィルターをかけるなど解析手法の工夫が必要となっており、参考になる文献から情報を抽出しているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
コロナ禍により種子の発芽試験はR3年度に繰り越したので、R3年度は非常勤アルバイト等に水やりを頼みながら発芽試験を行う予定である。
遺伝子実験は解析を研究協力者などと相談しながら進めたい。
MigSeqについては解析手法の工夫として、フィルターのかけ方を変えて解析を試していく予定である。また、葉緑体DNAについては複数サイトをシーケンスをする予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍で調査を差し控えたことと学会等がオンライン化し旅費が生じなかったこと、種子発芽実験をやらなかったことによる。R3年度は種子発芽試験をするため、人件費として使用する。
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